注水工技能培训课件.ppt

1、第一部分第一部分 注水泵工理论知识注水泵工理论知识一、石油与天然气基本知识一、石油与天然气基本知识二、油层与油气藏基本知识二、油层与油气藏基本知识三、油田储量及开发方案三、油田储量及开发方案四、注水水质标准四、注水水质标准 五、注水系统五、注水系统六、常用仪表和阀门六、常用仪表和阀门 七、注水常用电器设备及装置七、注水常用电器设备及装置八、注水泵站管理八、注水泵站管理 九、机泵常见故障的判断与处理九、机泵常见故障的判断与处理十、轴承十、轴承 十一、过滤和润滑十一、过滤和润滑十二、班组生产数据资料十二、班组生产数据资料 十三、生产测井十三、生产测井一、石油与天然气基本知识一、石油与天然气基本知识

2、 石油是以液态碳氢化合物为主要成分的复杂石油是以液态碳氢化合物为主要成分的复杂混合物，能使有机物转化为石油的两大条件是：混合物，能使有机物转化为石油的两大条件是：环境条件和物理化学条件。石油通常成暗绿色、环境条件和物理化学条件。石油通常成暗绿色、黑色或黄褐色，常常有蓝色荧光，具有特殊气味。黑色或黄褐色，常常有蓝色荧光，具有特殊气味。能溶于有机溶剂。能溶于有机溶剂。 单位体积原油的质量称为原油的密度，单位单位体积原油的质量称为原油的密度，单位kg/m3 ，常把密度大于，常把密度大于0.9*103 kg/m3的石油称的石油称为重油。为重油。 含蜡原油凝固主要原因是蜡结晶，石油中碳含量含蜡原油凝固主

3、要原因是蜡结晶，石油中碳含量约占约占80%-90%，原油中烷，原油中烷 烃的碳原子个数为烃的碳原子个数为15-42时，时，呈固态的碳氢化合物成为蜡。石油在油藏中是极其复呈固态的碳氢化合物成为蜡。石油在油藏中是极其复杂的混合物，成分上主要以烃类为主。油质含量高，杂的混合物，成分上主要以烃类为主。油质含量高，颜色较浅，石油质量就好。颜色较浅，石油质量就好。 粘度是衡量液体流动性能的参数，石油中轻质粘度是衡量液体流动性能的参数，石油中轻质油组分增加粘度降低，原油冷却到失去流动性时的油组分增加粘度降低，原油冷却到失去流动性时的温度称为凝固点。凝固点大小与石油中重质组分含温度称为凝固点。凝固点大小与石油

4、中重质组分含量有关。量有关。 石油呈褐色或黑色是因为存在胶质，石油总特征石油呈褐色或黑色是因为存在胶质，石油总特征的物理性质只要反映在颜色、密度和粘度上。的物理性质只要反映在颜色、密度和粘度上。 天然气的化学成分以甲烷为主。天然气化学组天然气的化学成分以甲烷为主。天然气化学组分中，甲烷含量在分中，甲烷含量在80%以下的气体称为伴生气。单以下的气体称为伴生气。单位体积气体的质量称为天然气的密度，单位位体积气体的质量称为天然气的密度，单位kg/m3 。天然气的相对密度是指在某一压力和温度下的天然天然气的相对密度是指在某一压力和温度下的天然气密度与在标准条件下同体积干燥空气的密度之比气密度与在标准条

5、件下同体积干燥空气的密度之比值。相对密度一般在值。相对密度一般在0.60.7 kg/m3之间。之间。 天然气在流动时气体内部分子间产生的摩擦力叫天然气在流动时气体内部分子间产生的摩擦力叫做天然气的粘度，粘度随温度降低而下降，天然气液做天然气的粘度，粘度随温度降低而下降，天然气液化后，体积一般缩小为化后，体积一般缩小为10000分之一。分之一。 每立方米天然气燃烧时，所发出的热量称为热值，每立方米天然气燃烧时，所发出的热量称为热值，单位是单位是KJ/m3 ，天然气在油层条件下所占的体积与在标，天然气在油层条件下所占的体积与在标准状况（准状况（200C和和0.101Mpa）下所占体积的比值成为天）

6、下所占体积的比值成为天然气的体积系数。在一定范围内，每增加单位压力时，然气的体积系数。在一定范围内，每增加单位压力时，在单位质量原油中所溶解的天然气量叫做天然气的溶解在单位质量原油中所溶解的天然气量叫做天然气的溶解系数。系数。二、油层与油气藏基本知识二、油层与油气藏基本知识 孔隙度是岩石的孔隙体积与岩石的总体积之比。孔隙度是岩石的孔隙体积与岩石的总体积之比。在相互连通的孔隙中，油气能够在其中储存，并可在相互连通的孔隙中，油气能够在其中储存，并可在其中流动，这种孔隙称为有效孔隙。孔隙度的大在其中流动，这种孔隙称为有效孔隙。孔隙度的大小与颗粒的大小、排列方式、形状有关，与密度无小与颗粒的大小、排列

7、方式、形状有关，与密度无关。计算油、气储量和评价油层特性通常用有效孔关。计算油、气储量和评价油层特性通常用有效孔隙度。有效孔隙度是岩石中相互连通的、流体可以隙度。有效孔隙度是岩石中相互连通的、流体可以在其中流动的孔隙体积与岩石总体积的比值。在其中流动的孔隙体积与岩石总体积的比值。 有效孔隙体积是指在一定压差下被油气饱和并有效孔隙体积是指在一定压差下被油气饱和并参与渗流的连通孔隙体积，岩石总的孔隙体积和岩参与渗流的连通孔隙体积，岩石总的孔隙体积和岩石的总体积的比值，称为绝对孔隙度（石的总体积的比值，称为绝对孔隙度（t=Vtp/Vty）。）。 砂岩的孔隙度大致在砂岩的孔隙度大致在0.150.35之

8、间，个别低之间，个别低于于0.1，岩石孔隙毛细管孔径大于，岩石孔隙毛细管孔径大于0.5mm或裂缝宽度或裂缝宽度大于大于0.25mm的孔隙称为毛细管孔隙。按孔隙度的大的孔隙称为毛细管孔隙。按孔隙度的大小将砂岩储层分为小将砂岩储层分为5级。级。 岩石允许液体流体通过的性质称为岩石的渗透性，岩石允许液体流体通过的性质称为岩石的渗透性， 渗透率用符号渗透率用符号K来表示，在石油工业中常用来表示，在石油工业中常用mD(毫达西毫达西)作为渗透率的单位。作为渗透率的单位。渗透性渗透性油气的产能油气的产能指在指在一定压差一定压差下，岩石能使流体通过的能力。下，岩石能使流体通过的能力。 岩石中所含油的体积与孔隙

9、体积的百分比叫含岩石中所含油的体积与孔隙体积的百分比叫含油饱和度油饱和度So，同理还有含水饱和度，同理还有含水饱和度Sw ，含气，含气Sg，在油、气、水三相共存时则在油、气、水三相共存时则So+ Sw+ Sg=1束缚水是指在油层形成时就存在、不流动的水。束缚水是指在油层形成时就存在、不流动的水。 测定岩心的油水饱和度，最为准确的方法是蒸馏法。测定岩心的油水饱和度，最为准确的方法是蒸馏法。 流体与固体最显著的区别在于流体具有连续流流体与固体最显著的区别在于流体具有连续流动的性质，流体包括液体和气体，在水力学研究中，动的性质，流体包括液体和气体，在水力学研究中，气体和液体的一个显著区别是气体可压缩

10、，液体不气体和液体的一个显著区别是气体可压缩，液体不可压缩。流体的压缩性是指流体在压强作用下体积可压缩。流体的压缩性是指流体在压强作用下体积缩小的性质。可压缩性的大小与流体的温度有关。缩小的性质。可压缩性的大小与流体的温度有关。 当温度增高当温度增高1时，流体体积相对增大的数值叫时，流体体积相对增大的数值叫做体积膨胀系数。液体在管内流动时，管内液体各做体积膨胀系数。液体在管内流动时，管内液体各处的速度是不同的，紧贴管壁处液体的速度为零。处的速度是不同的，紧贴管壁处液体的速度为零。轴心处液体的速度最大。同一液体粘滞性的大小与轴心处液体的速度最大。同一液体粘滞性的大小与液体的温度有关。液体的温度有

11、关。三、油田储量及开发方案三、油田储量及开发方案 适于油、气聚集，并形成油气藏的场所称为圈闭。圈适于油、气聚集，并形成油气藏的场所称为圈闭。圈闭是储集层、盖层、遮挡物在一定地质条件下结合起来。闭是储集层、盖层、遮挡物在一定地质条件下结合起来。 具有储集油气的空隙空间的岩层是储集层。然而油气具有储集油气的空隙空间的岩层是储集层。然而油气运移至储集层后不一定能够形成油气藏。盖层是阻止油气运移至储集层后不一定能够形成油气藏。盖层是阻止油气向上方逸散的作用。向上方逸散的作用。 在一个沉积盆地内形成油气藏的最基本条件是生油、在一个沉积盆地内形成油气藏的最基本条件是生油、运移和圈闭。及具备生油层、储油层、

12、盖层、油气运移等运移和圈闭。及具备生油层、储油层、盖层、油气运移等条件。条件。 根据圈闭的成因，油气藏分为构造油气藏、地层油气根据圈闭的成因，油气藏分为构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏三类。构造油气藏是指油气在构造圈闭中藏、岩性油气藏三类。构造油气藏是指油气在构造圈闭中的聚集。由于储集层岩性沿上倾方向尖灭与泥岩中或渗透的聚集。由于储集层岩性沿上倾方向尖灭与泥岩中或渗透性逐渐变差而形成的圈闭，这种圈闭形成的油气聚集称为性逐渐变差而形成的圈闭，这种圈闭形成的油气聚集称为岩性油气藏。岩性油气藏。 注水的优越性在于能保持地层压力，我国油田注水的优越性在于能保持地层压力，我国油田目前主要采用注水开发方

13、式进行开发。注水井布置目前主要采用注水开发方式进行开发。注水井布置在含油边界线上，这种注水方式称为边缘注水。当在含油边界线上，这种注水方式称为边缘注水。当含油面积小，油层分布不规则，规则的面积井网难含油面积小，油层分布不规则，规则的面积井网难以部署时采用不规则点状注水方式。以部署时采用不规则点状注水方式。 油气田内埋藏在地下的石油和天然气的数量称油气田内埋藏在地下的石油和天然气的数量称为油田储量。在目前技术条件下，可以采出的那部为油田储量。在目前技术条件下，可以采出的那部分油田储量称为可采储量。在油气评价钻探阶段完分油田储量称为可采储量。在油气评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量称为探明储量

14、。成或基本完成后计算的储量称为探明储量。 根据勘探、开发各个阶段对油气藏的认识，将根据勘探、开发各个阶段对油气藏的认识，将油气藏储量划分为探明储量、控制储量和预测储量油气藏储量划分为探明储量、控制储量和预测储量三种。三种。1、原地量、原地量是泛指地壳中由地质作用形成的油、是泛指地壳中由地质作用形成的油、气自然聚集量，即在原始地层条件下，油、气储气自然聚集量，即在原始地层条件下，油、气储层中储藏的石油和天然气及伴生有用物质，换算层中储藏的石油和天然气及伴生有用物质，换算到地面标准条件到地面标准条件(20C，0.101MPa)下的数量。下的数量。在未发现的情况下，称为在未发现的情况下，称为未发现原

15、地资源量未发现原地资源量；在；在已发现的情况下，称为已发现的情况下，称为已发现原地资源量已发现原地资源量或原地或原地储量，特称地质储量；未发现原地资源量和地质储量，特称地质储量；未发现原地资源量和地质储量之和，称为储量之和，称为总原地资源量。总原地资源量。 2、可采量、可采量是指从油、气的原地量中，预计可采出的油、气数量。在未发是指从油、气的原地量中，预计可采出的油、气数量。在未发现的情况下，称为现的情况下，称为可采资源量可采资源量；在已发现的情况下，称为；在已发现的情况下，称为可采储量可采储量。 3、资源量、资源量是是原地资源量原地资源量和和可采资源量可采资源量的统称。的统称。 储量储量是地

16、质储量和可采储量的统称。可采储量又是技术可采储量和经济可是地质储量和可采储量的统称。可采储量又是技术可采储量和经济可采储量的统称。采储量的统称。 4、技术可采储量、技术可采储量指在给定的技术条件下，经理论计算或类比估算的最终指在给定的技术条件下，经理论计算或类比估算的最终可采出的油、气数量。可采出的油、气数量。 5、经济可采储量、经济可采储量是指在当前已实施的或肯定要实施的技术条件下，按当是指在当前已实施的或肯定要实施的技术条件下，按当前的经济条件前的经济条件(如价格、成本等如价格、成本等)估算的可经济开采的油、气数量。估算的可经济开采的油、气数量。 6、不可采量、不可采量是原地量与可采量的差

17、值。是原地量与可采量的差值。 N = 100A h (1-Swi)o/Boi式中，N -石油地质储量，104t; A-含油面积, km2; h-平均有效厚度, m; -平均有效孔隙度,小数； Swi -平均油层原始含水饱和度,小数； o -平均地面原油密度,t/m3; Boi -平均原始原油体积系数。 （地下原油体积与地面标准条件下原油体积之比） 容积法计算天然气储量容积法计算天然气储量（1）纯气藏天然气地质储量计算）纯气藏天然气地质储量计算G = 0.01A h (1-Swi) / Bgi = 0.01A h (1-Swi)Tsc pi / (T Psc Zi)式中，G-气藏的原始地质储量，

18、108m3; A-含气面积, km2; h-平均有效厚度, m; -平均有效孔隙度,小数； Swi -平均原始含水饱和度,小数； Bgi -平均天然气体积系数 Tsc -地面标准温度，K；（Tsc = 20C） Psc -地面标准压力， MPa; （Psc = 0.101 Mpa） T -气层温度，K； pi -气藏的原始地层压力, MPa; Zi -原始气体偏差系数，无因次量。OOrOOPNNNNN原始地质储量剩余储量原始地质储量原始地质储量原油采出量EROICWOIOIOBSHABSHAN/ )1 (/11/ )(OgCWOICWOOROISSPBSSBSBSSHAN计算采收率的方法 DV

19、DhAOIOROISSREEEEESSSHHAAEhAVEEEOROROIDSSSEA/ASAAEE平面波及系数，HHEEShh/垂向波及系数，体积波及系数VE驱油效率DE式中式中岩心分析法计算采收率的方法 1.溶解气驱采收率：OOICWgCWPDBBSSSNNE111 2.水驱采收率：CWgCWPDSSSNNE11计算采收率的方法 调整挖潜与采收率的计算方法四、注水水质标准四、注水水质标准项目 层位 延长油田 延安组油层 延长油田 长2油层 延长油田 长6油层悬浮物固体含量（mg/l）2.01.01.0悬浮物颗粒直径中值（um）2.01.01.0含油量（mg/l）8.05.01.0平均腐蚀率

20、（mm/a）0.0760.0760.076硫酸盐还原菌（SRB）（个/ml）251010腐生菌（TGB）（个/ml）102102102铁细菌103102102二价硫含量（mg/l）5.03.00溶解氧（mg/l）0.50.30.1游离CO2（mg/l）1.0-1.0，1.0-1.0，1.0铁（Fe3+）0.50.40.1配伍性良好良好良好平均渗透率（10-3um2）59.486.99-11.900.52-1.26 备注 注入水的pH值应控制在70.5为宜水质超标对地层的危害水质超标对地层的危害 悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，注入悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，注入水中

21、悬浮物含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水中悬浮物含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。水能力下降。 注入水中含油量超标，将会降低注水效率，在地层中形注入水中含油量超标，将会降低注水效率，在地层中形成成“乳化段塞乳化段塞“堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。且它还可以作为某些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞且它还可以作为某些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。效果。 注入水中溶解氧含量超标，不仅直接影响注入水对注水注入水中溶解氧含量超标，不仅直接影响注入水对注水油套管等设备的腐蚀，而且当注入水存在溶解的铁离子时，油套管等

22、设备的腐蚀，而且当注入水存在溶解的铁离子时，氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵塞油层，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。塞油层，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。 如果注入水硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速如果注入水硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速注水金属设备的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵注水金属设备的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞。塞。 细菌总数超标，会引起金属腐蚀，腐蚀物造成油层堵塞，细菌总数超标，会引起金属腐蚀，腐蚀物造成油层堵塞，细菌加剧金属设备的腐蚀，造成油层堵塞。细菌加剧金

23、属设备的腐蚀，造成油层堵塞。 3价铁离子结垢不稳定，易与水中溶解氧作用生成不溶价铁离子结垢不稳定，易与水中溶解氧作用生成不溶于水的于水的Fe(OH)3沉淀；二价铁离子与水中硫化氢反应，生成沉淀；二价铁离子与水中硫化氢反应，生成FeS沉淀，堵塞地层，导致吸水指数下降。沉淀，堵塞地层，导致吸水指数下降。水质分析化验方法水质分析化验方法化验指标：悬浮物含量，悬浮物颗粒中值，化验指标：悬浮物含量，悬浮物颗粒中值，含油量，平均腐蚀率，细菌含量，溶解氧含含油量，平均腐蚀率，细菌含量，溶解氧含量，硫化物含量，侵蚀性二氧化碳，总铁含量，硫化物含量，侵蚀性二氧化碳，总铁含量。量。 见见油田注水工作手册油田注水工

24、作手册P14-P41五、注水系统五、注水系统 注水井口工艺流程注水井口工艺流程 注水井是注入水从地面进入地层的通道，它的主要作用是注水井是注入水从地面进入地层的通道，它的主要作用是:悬悬挂井内管柱；密封油、套环形空间；控制注水和洗井方式。挂井内管柱；密封油、套环形空间；控制注水和洗井方式。 注水井内工艺流程注水井内工艺流程 分层注水是在注水井中下入封隔器，分隔各油层，加强对中、分层注水是在注水井中下入封隔器，分隔各油层，加强对中、低渗透油层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止低渗透油层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水突进现象，实现均匀推进，提高油田采收率。注入水突进现象，实现均匀推进，提高油田采收率。注水站将来水升压，以满足注水井对注水压力的要求。注水站将来水升压，以满足注水井对注水压力的要求。配水间是用来调节、控制和计量注水井注入量的操作间配水间是用来调节、控制和计量注水井注入量的操作间